CC BY
76
fallow cultures. The biologisation method achieved the improvement of soil structure (structure factor increased by 0.17-0.74 units) and the increase in its water stability (by 1.98-5.71 abs.%). As a result of the research, conclusions were drawn about the favorable impact of perennial legumes grasses on the formation of agronomically valuable soil layer 0-30 cm.
Key words: structure, water stability, fallow, helianthus.
References
1. Dedov A.V. Zemledelie Tsentral'no-Chernozemnoi zony s osnovami pochvovedeniya i agrokhimii (Agricuture of the Central-Chernozem zone with the fundamentals of soil science and agro-chemistry), Voronezh: FGOU VPO VGAU, 2008, 358 p.
2. Dedov A.V. Organicheskoe veshchestvo pochvy i ego regulirovanie v Tsentral'nom Chernozem'e (Organic matter of soil and its management in Central Chernozemie), Voronezh: VGAU, 1999, 202 p.
3. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A., Khryukin N.N. Priemy biologizatsii i vosproizvodstva plodorodiya chernozemov (Techniques of biologisation and reproduction of chernozem fertility), Zemledelie, 2012, No.6, pp. 4-7.
4. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A. Vliyanie mnogoletnikh trav na plodorodie pochv (Influence of perennial grasses on soil fertility), Agrokhimicheskii vestnik, 2012, No. 4, pp. 7-9.
5. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A., Dedov A.A., Kuznetsova T.G. Binarnye posevy kul'tur s lyutsernoi sinei i plodorodie pochvy (Binary crop sowings with lucerne and soil fertility), Zemledelie. 2014, No.5, pp. 21-23.
6. Zezyukov N.I. Sideral'nyi par v TsChZ (Green-manured fallow in TsChZ), Zemledelie, 1993, No.6, pp. 10-11.
7. Zezyukov N.I., Ostretsov V.E. Sokhranenie i povyshenie plodorodiya chernozemov (Preserving and increasing chernozems fertility), Voronezh: Tsen.-Chern. kn. izd., 1999, 312 p.
8. Korzhov S.I., Verzilin V.V., Korolev N.N. Sideraty i ikh rol' v vosproizvodstve plodorodiya chernozemov (Green manure and its role in reproduction of chernozem fertility), Voronezh: FGBOU VPO VGAU, 2011, 98 p.
9. Lebedeva T.B. i dr. Mnogoletnie bobovye travy na zelenoe udobrenie (Perennial legumes for green manure), Zemledelie, 1998, No. 5, P. 12.
10. Lugantsev E.P. i dr. Sideraty pomogayut sokhranit' plodorodie pochvy i povysit' produktivnost' podsolnechnika (Green manure helps preserve fertility of soils and increase sunflower productivity), Zemledelie, 2009, No.8, pp. 11-13.
11. Sviridov A.K. Mnogoletnie travy v sevooborotakh yuga TsChP (Perennial gasses in crop rotation in the south of TsChZ), Progressivnye tekhnologii vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v TsChZ: mat. zon. nauch-pr. konf. Lipetsk, 1994, pp. 131-138.
12. Berner A. Einfluss von biologisch-dynamischen Präparaten, Düngung und Bodenbearbeitung auf Bodenfruchtbarkeit und Ertrag/A. Berner, R. Frei, P. Mäder//FiBL: CH-5070 Frick, Switzerland. - 2003, - No. 5, - S. 1-15.
13. Kundler P. Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit / P. Kundler et al. // VEB Deutscher Landwirtschfts Verlag. - Berlin, 1989, - S.165-187.
14. Wagentristl H. Bodenbearbeitung - Wasser schonend und Humus mehrend/H. Wagentristl//Bio Austria: Bauerntage. - 2008, - S. 25-28.
УДК 631.445.24:631.472.56:631.51
ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В ЮЖНО-ТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЕ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
И. А. Самофалова, доцент,
Н. Ю. Каменских, доцент,
ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990,
E-mail: samofalovairaida@mail.ru
Р. Кизилкая,
Университет Ондокуз Майыс, г. Самсун, Турция Т. Ашкин,
Университет Орду, г. Орду, Турция
Аннотация. Установлено, что содержание гумуса в почве может изменяться в зависимости от выбора приема основной обработки и времени его проведения. Содержание стабильной части гумуса варьирует по вариантам и соответствует среднему уровню - на вариантах с осенними обработками и низкому уровню - на вариантах с весенними основными обработками. Сте-
пень гумификации слабая - на варианте осенней вспашки и средняя - на остальных вариантах опыта. В Пермском крае состояние гумусированности почвы, находящейся в активном обороте, свидетельствует о ее стремительно усиливающейся гумификации. Ежегодный дефицит составляет 898 кг/га, или 1,2% общего запаса гумуса. Сохранение такого дефицита может привести к необратимым последствиям. Наиболее интенсивная микробиологическая деятельность наблюдается на вариантах с осенними приемами обработки почвы без оборота пласта. Выбор приема и времени проведения основной обработки позволяет регулировать плодородие почвы. Замена весенней и осенней вспашки альтернативными приемами обеспечивает повышение урожайности. Эффективным приемом в южно-таежной подзоне дерново-подзолистых почв, по результатам наших исследований, является применение осенней плоскорезной обработки.
Ключевые слова: дерново-подзолистые почвы, приемы основной обработки, групповой состав гумуса, биологическая активность, урожайность.
Введение. Концепция экологической устойчивости сельского хозяйства приобретает все большее значение во всем мире. Использование и качество сельскохозяйственных земель играют в этом важную роль. Перспективы развития современного земледелия нельзя представить без внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий. Механическая обработка почвы - энергозатратный агропри-ем, характеризующийся активным вторжением в природные экосистемы. По выражению Г. Канта, «отвальная обработка - одно из тяжелейших вмешательств в природную структуру почвы, отрицательные последствия которого трудно предвидеть на длительное время» [1].
Несмотря на появление новых представлений о системе обработки почвы, теоретики земледелия и практики в подавляющем большинстве повсеместно придерживались классических позиций вспашки [1]. Известно, что выбор приемов основной обработки почвы должен осуществляться с учетом сложных почвенно-климатических условий данного региона, уровня ресурсного обеспечения сельскохозяйственных предприятий и других факторов. Значение плоскорезных и безотвальных обработок почвы в накоплении влаги и предотвращении эрозионных процессов усиливается благодаря сокращению потерь гумуса за счет снижения темпов его минерализации [2, 3, 4].
Повышение продуктивности сельскохозяйственных культур невозможно без совершенствования технологий обработки почвы, при этом мы ничего не вносим и не отчуждаем, но, тем не менее, плодородие почвы меняется. Изменяя водно-воздушный и тепловой режим, обработка почвы существенно изменяет и интенсивность микробиологических процессов, а как следствие - и многие показатели плодородия [5-10]. Запасы гумуса в почвах Пермского края составляют в среднем 5580 т/га. Состояние гумусированности пашни,
находящейся в активном обороте, свидетельствует о ее стремительно усиливающейся гумификации. Ежегодный дефицит составляет 898 кг/га, или 1,2 % общего запаса гумуса. Сохранение такого дефицита может привести к необратимым последствиям [11].
В Пермском крае на основании экспериментального материала, полученного в трех длительных стационарных опытах, Н.Е. Завьяловой [5] установлено, что интенсивная обработка пашни без компенсирующего внесения органического вещества привела к уменьшению общего количества гумуса в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве.
Результаты работы А.И. Косолаповой и В.Р. Ямалтдиновой показали, что приемы основной обработки почвы (отвальная вспашка на 20-22 см, вспашка с почвоуглублением на 28-30 см, плоскорезное рыхление на 28-30 см, чизельное рыхление на 28-30 см) не оказали существенного влияния на общее содержание гумуса и его фракционный состав дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы опытного поля Пермского НИИСХ [6, 7].
Результаты изучения влияния обработки на показатели плодородия дерново-подзолистых почв южно-таежной зоны весьма противоречивы, что требует проведения дополнительных опытов и исследований.
Цель исследований: определить влияние приемов основной обработки на показатели плодородия и гумусное состояние дерново-подзолистой почвы в южно-таежной подзоне Пермского края.
Методика. Опыт по изучению приемов основной обработки заложен в 2009 г. сотрудниками кафедры земледелия и защиты растений на опытном поле ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. Почва опытного участка - дерново-слабоподзолистая тяжелосуглинистая на покровных отложениях. Почва является слабо-окультуренной. Схема опыта: 1) осенняя
вспашка ПЛН-4-35 на 20-25 см; 2) осеннее плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на 16-18 см с последующим дискованием БДТ-3 на 8-10 см; 3) весеннее плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на 16-18 см; 4) весенняя вспашка ПЛН-4,35 на 20-22 см; 5) весеннее плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на 16-18 см с последующим дискованием БДТ-3 на 8-10 см; 6) осеннее плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на 16-18см. В опыте 4 повторности, расположены в два яруса, общая площадь делянки - 48 м2, учетная - 45 м2. Общая агротехника в опыте была традиционной для Пермского края, кроме изучаемых вариантов основной обработки. Предшественник - ячмень. Основная обработка почвы была проведена согласно схеме опыта. Предпосевная обработка состояла из культивации перед посевом на глубину 10-12 см в день посева. Посев овса сорта Улов проводили сеялкой СН-2,1 19 мая. Норма высева овса - 5,5 млн всхожих зерен на 1 гектар.
Территория Пермского края находится в зоне умеренно-континентального климата с продолжительной зимой и сравнительно жарким коротким летом. Сумма осадков за год 450611 мм, за вегетационный период - 250-267 мм [11]. Среднегодовая температура воздуха 1,3С, сумма активных температур (> 10) составляет 1700-1900°С. Период с температурой выше 100С, соответствующий периоду активной вегетации, составляет 100-110 дней. Продолжительность безморозного периода 111-119 дней.
Погодные условия летом 2012 года в Пермском крае имели следующие основные особенности: 1) преобладание положительной аномалии температуры воздуха (все три летних месяца оказались теплее нормы на 1-2°, а по востоку территории июнь и июль были теплее нормы на 2,5°); 2) отсутствие сильных похолоданий: за все лето не было ни одного дня с температурой воздуха ниже нормы бо-
Физико-химиче
лее чем на 5°; отсутствовали и продолжительные холодные периоды; выделяется лишь одно резкое, кратковременное похолодание 2122 августа, когда местами отмечались заморозки на почве.
Для решения поставленной цели и задач были отобраны почвенные образцы по схеме опыта в двух несмежных повторностях послойно (буром), через каждые 10 см в слое 030 см в двукратной повторности на каждой делянке опыта. В образцах определены физико-химические свойства почвы. Анализ физико-химических свойств образцов проведен по общепринятым методикам, определение гумуса -по И.В.Тюрину в модификации Антоновой [12]; опредедление группового состава гумуса - методом Кононовой-Бельчиковой; измерение оптической плотности гуминовых кислот -на спектрофотометре PD-303; определение биологической активности почвы - экспресс-методом по Аристовской и Чугуновой [13].
Статистическая обработка результатов выполнена в программе Microsoft Excel 2007, Statistica 6.
Результаты. Физико-химические свойства почвы опытного участка были определены по вариантам опыта (таблица 1). Гидролитическая кислотность варьирует от 1,73 до 2,47 мг-экв/100 г почвы. Существенных различий между вариантами не выявлено. Время проведения основной обработки существенно оказывает влияние на содержание суммы обменных оснований в почве в слое 10-20 см, а в 0-10 и 20-30 см существенных различий не выявлено. Наибольшее содержание обменных оснований отмечается на варианте с осенней обработкой КПЭ-3,8. Весенняя вспашка привела к снижению содержания обменных оснований в почве в слое 0-30 см.
Таблица 1
кие свойства почвы
Прием обработки Слой, см Среднее значение показателя ± доверительный интервал
мг-экв/100 г почвы V, % Гумус, % рн
Нг S ЕКО
Осенняя вспашка ПЛН-4,35 0 - 10 2,1±0,27 17,0±1,72 19,2±1,59 88±2,13 1,60±0,03 5,6±0,05
10 - 20 1,7±0,26 18,0±2,25 19,7±2,26 91±1,91 1,53±0,04 5,8±0,03
20 - 30 1,9±0,27 16,9±2,20 18,1±1,94 89±2,68 1,48±0,04 5,5±0,02
КПЭ-3,8 + БДТ-3 (осень) 0 - 10 2,0±0,21 17,1±0,92 19,2±1,14 89±1,63 1,73±0,01 5,4±0,02
10 - 20 2,0±0,27 17,3±0,68 19,2±0,87 90±1,10 1,64±0,01 5,4±0,02
20 - 30 1,9±0,27 17,0±0,58 18,9±0,84 89±1,73 1,64±0,05 5,3±0,03
КПЭ-3,8 (осень) 0 - 10 2,1±0,41 18,2±0,99 20,2±1,17 90±2,07 1,30±0,07 5,1±0,05
10 - 20 2,0±0,51 17,8±0,28 19,6±0,55 92±1,21 1,63±0,03 5,2±0,04
20 - 30 2,1±0,53 18,2±0,36 20,3±0,73 90±2,44 1,09±0,05 4,9±0,10
Окончание таблицы 1
Прием обработки Слой, см Среднее значение показателя ± доверительный интервал
мг-экв/100 г почвы V, % Гумус, % рН
Нг Б ЕКО
Весенняя вспашка ПЛН-4,35 0 - 10 2,5±0,36 15,2±0,49 17,8±0,13 86±2,27 1,37±0,02 4,9±0,04
10 - 20 2,6±0,34 15,8±0,30 18,4±0,12 86±1,88 1,54±0,02 4,9±0,02
20 - 30 2,3±0,49 15,7±0,71 18,0±0,42 90±3,05 1,54±0,10 5,0±0,02
КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна) 0 - 10 2,4±0,32 17,7±1,16 20,2±0,82 88±2,25 1,56±0,02 5,1±0,04
10 - 20 2,3±0,29 17,9±1,14 20,3±0,94 88±1,97 1,44±0,06 5,2±0,03
20 - 30 2,4±0,32 17,7±1,19 20,2±0,99 88±1,96 1,74±0,03 5,2±0,07
КПЭ-3,8 (весна) 0 - 10 2,2±0,40 17,7±1,19 20,0±0,74 89±2,72 1,72±0,03 5,2±0,05
10 - 20 2,1±0,42 17,2±1,43 19,3±0,95 89±3,12 1,65±0,01 5,2±0,05
20 - 30 2,0±0,37 16,9±1,03 19,0±0,62 89±2,73 1,41±0,05 5,3±0,04
Степень насыщенности почвы основаниями характеризуется как повышенная и высокая. Емкость катионного обмена варьирует от 18,02 до 20,34 мг-экв/100 г почвы. Почва опыта характеризуется слабокислой реакцией среды.
Для выявления влияния приемов обработки на содержание гумуса была определена наименьшая существенная разница между вариантами опыта. Расчеты показали, что время проведения основной обработки (весна, осень) и глубина обработки существенно влияют на содержание гумуса в слое почвы 0-10 см. Для слоя 10-20 см существенная разница выявлена между осенним плоскорезным рыхлением и весенними основными обработками. Для слоя 20-30 см существенная разница с контролем по содержанию гумуса (достоверное снижение) отмечается только для варианта с весенней плоскорезной обработкой.
Итак, выявлено, что уровень рН и содержание гумуса могут изменяться в зависимости от выбора приема основной обработки и времени его проведения.
Приемы основной обработки, а также время их проведения значительно повлияли на групповой состав гумуса почвы (таблица 2). Подвижность гумусовых веществ высокая. Наименьшее количество перешедшего в вытяжку углерода (41,75 %) отмечено на варианте с осенним комбинированным рыхлением, следовательно, подвижность гумусовых веществ при данном приеме обработки наименьшая. Время основной обработки почвы не влияет на содержание углерода в вытяжке, тогда как прием обработки имеет существенное влияние. Так, наименьшая существенная разница определена между вариантом 3 и вариантами 1 и 2. По содержанию Сгк существенными являются различия между вариантами 2 и 3.
Таблица 2
Групповой состав гумуса дерново-подзолистых почв
Прием обработки % Сгк Сфк Степень гумификации, %
Собщ. С выт. Сгк Сфк Сно
1) Вспашка ПЛН-4,35 (осень) 0,89 0,50 56,53 0,15 16,40 0,36 40,13 0,39 43,47 0,41 16,4
2) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (осень) 0,97 0,40 41,75 0,23 23,39 0,18 18,36 0,56 58,25 1,27 23,4
3) КПЭ-3,8 (осень) 0,78 0,42 53,75 0,16 20,51 0,26 33,24 0,36 46,25 0,62 20,5
4) Вспашка ПЛН-4,35 (весна) 0,86 0,64 73,97 0,25 29,36 0,38 44,62 0,22 26,03 0,66 29,4
5) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна) 0,92 0,57 62,23 0,19 20,30 0,38 41,93 0,34 37,77 0,50 20,3
6) КПЭ-3,8 (весна) 1,10 0,62 61,64 0,27 26,93 0,35 34,71 0,39 38,36 0,78 26,9
Примечание: в числителе - содержание к весу почвы; в знаменателе - содержание к Собщ.
В составе гумусовых веществ преобладают фульвокислоты, причем, на вариантах с весенними обработками значительно больше, чем на вариантах с осенними обработками почвы, за исключением варианта с комбинированной осенней обработкой. Содержание Сгк варьирует от 16,4 % - на варианте с осенней вспашкой до 26,9 % - на варианте с осенним плоскорезным рыхлением. Соотношение Сгк:Сфк < 1,0 и варьирует от 0,41 на варианте с осенней вспашкой до 0,78. На варианте осенней комбинированной обработки Сгк:Сфк составило 1,27. По-видимому, осеннее комбинированное рыхление создает благоприятные условия для гумусообразования.
Содержание стабильной негидролизуемой части гумуса варьирует по вариантам и соответствует среднему уровню - на вариантах с осенними основными обработками и низкому уровню - на вариантах с весенними основными обработками. Степень гумификации слабая - на варианте осенней вспашки и средняя - на остальных вариантах опыта.
Работами М.М. Кононовой, Л.Н. Александровой, Д.С Орлова и др. установлено, что
Коэффициент цветности используемый для оценки молекулярной структуры, самый низкий в почвах на варианте с осенней и весенней плоскорезной обработкой и составляет, соответственно, 3,83 и 3,94. Также низкий Q на варианте с осенней комбинированной обработкой - 4,07, что подтверждает сложное устойчивое строение ядра гуминовых кислот. Несколько выше Q на варианте с весенней комбинированной обработкой и осенней вспашкой - 4,22 и 4,20, соответственно (таблица 3), что говорит о невысокой степени
молекула гуминовой кислоты имеет сложное строение и состоит из ядра и периферийной части гуминовой кислоты, состоящей из алифатической цепочки (углеводородные и аминокислотные группы, 25-40 % от массы молекулы) и функциональных групп (карбоксильных, гидроксильных, аминных и т.д., 10-25 %). По коэффициенту экстинкции можно судить о соотношении негидролизуемой части гумино-вой кислоты и периферической ее части.
Так, на варианте с осенней комбинированной обработкой коэффициент поглощения (Е470) наименьший и составляет 0,0373. Очевидно, при данном приеме обработки гумино-вые кислоты наиболее стабильны (таблица 3). Наибольший Е470 (экстинкция) отмечается на вариантах с весенней комбинированной и осенней плоскорезной обработкой (0,0830 и 0,0690, соответственно). Следовательно, в почвах при данных приемах обработки периферийная часть гуминовых кислот больше, чем негидролизуемая, и гуминовые кислоты более активно гидролизуются до фульвокис-лот, что согласуется с данными группового состава гумуса.
конденсации ароматического ядра гуминовых кислот. Величины коэффициента цветности по вариантам опыта практически близки, что указывает на однотипность процессов трансформации растительного вещества.
Максимум оптических плотностей гуми-новых кислот наблюдаются в диапазоне от 460 до 560 (рис. 1) на всех вариантах опыта. Это указывает на присутствие зеленого пигмента, продуцируемого микроскопическими грибами, обычно приуроченного к почвам, испытывающим временное переувлажнение.
Таблица 3
Показатели Е470 и коэффициента цветности гуминовых кислот в зависимости _от приема основной обработки почвы_
Прием обработки Е470 Q Е470:Е720
1) осенняя вспашка ПЛН-4-35 0,0583 4,20
2) КПЭ-3,8+ БДТ-3 (осень) 0,0373 4,07
3) КПЭ-3,8 (осень) 0,0690 3,83
4) весенняя вспашка ПЛН-4-35 0,0556 4,17
5) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна) 0,0830 4,22
6) КПЭ-3,8 (весна) 0,0481 3,94
Рис. 1. Оптическая плотность гуминовых кислот (ось У) в зависимости от длины волны (ось Х)
Почвенные микроорганизмы являются наиболее чуткими индикаторами, реагирующими на изменение водно-воздушного, теплового, пищевого режима почв, и агротехнические мероприятия, направленные на повышение плодородия, должны иметь почвенно-микробиологическое обоснование.
По показателю биологической активности наилучшим образом выделились варианты с осенним комбинированным рыхлением и осенним плоскорезным рыхлением (таблица 4), где время разложения (до изменения
На рисунке 2 представлена зависимость биологической активности почв от содержания углерода вытяжки. Регрессионный анализ показал, что биологическая активность имеет тесную корреляционную связь с содержанием углерода вытяжки (г=0,93). То есть, чем больше содержание подвижных и растворимых гумусовых веществ почвы (весенние приемы обработки), тем ниже биологическая активность почвы, что вид-
реакции среды в чашке Петри на единицу рН) навески мочевины микроорганизмами в навеске почвы составило 5 часов и 5 часов 45 минут, соответственно. Наименьшая активность почвенных микроорганизмов отмечается на вариантах с весенней вспашкой и весенним плоскорезным рыхлением, время разложения составило 8 часов 35 минут и 8 часов 20 минут, соответственно. Итак, наиболее интенсивная микробиологическая деятельность наблюдается на вариантах с осенними приемами обработки почвы без оборота пласта.
но по количеству времени, затраченном микроорганизмами на разложение мочевины. Время разложения мочевины больше на вариантах с наибольшим содержанием подвижного углерода, переходящего в вытяжку, то есть биологическая активность выше на вариантах опыта с меньшим содержанием углерода вытяжки. Зависимость между данными величинами имеет линейный характер.
Таблица 4
Влияние приемов основной обработки на биологическую активность почвы
Тип обработки Кол-во часов за кот ДрН=1,0 Биологическая активность почвы
Осенняя вспашка 7 ч 35 мин высокая
КПЭ-3,8 + БДТ-3 (осень) 5 ч 17 мин высокая
КПЭ-3,8 (осень) 5 ч 50 мин высокая
Весенняя вспашка 8 ч 35 мин высокая
КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна) 7 ч 53 мин высокая
КПЭ-3 (весна) 8 ч 25 мин высокая
Рис. 2. Зависимость времени разложения навески мочевины микроорганизмами от содержания подвижного углерода вытяжки
(точки - экспериментальные данные; линия - график аппроксимационной зависимости)
Изменяя показатели плодородия почвы, приемы основной обработки, тем самым, определенно оказывают влияние на урожай-
Плодородие почвы реализуется в урожайности культуры. Так, урожай овса сорта Улов на осенних приемах обработки был выше на 0,4-1,1 т/га в зависимости от приема. Уровень урожайности овса по традиционной в Пермском крае осенней вспашке составил 2,62-2,97 т/га. Применение комбинированного рыхления осенью способствовало повышению урожая овса до 2,85-3,11 т/га, а обработки плоскорезом - до 2,98-3,78 т/га. Использование основных обработок весной привело к снижению урожая овса, и особенно по весновспашке, - до 2,16-2,41 т/га. Применение комбинированного рыхления и плоскорезной обработки весной способствовало некоторому повышению урожая культуры, хотя и несущественно (2,21-2,62 т/га и 2,40-2,82 т/га).
Урожайность овса зависит от биологической активности и имеет линейный характер (рис. 3). Урожайность овса выше на вариантах с наименьшим временем разложения навески мочевины почвенными микроорга-
ность сельскохозяйственных культур, что подтверждают проведенные исследования (таблица 5).
Таблица 5
низмами, то есть с более высокой биологической активностью.
Регрессионный анализ показал, что урожайность имеет тесную линейную зависимость от биологической активности почвы (г = 0,87) и от содержания гумуса в слое 20-30 см (г = 0,70), среднюю по тесноте зависимость от содержания гумуса в слое почвы 10-20 см (г = 0,60) и от степени гумификации (г = 0,47).
Для определения влияния приемов обработки на урожайность была определена наименьшая существенная разница между вариантами опыта. Результаты представлены в таблице 6. Замена весенней и осенней вспашки альтернативными приемами обеспечивает некоторое повышение урожайности. Выбор времени проведения основной обработки является существенным. Между осенними приемами основной обработки достоверная разница по урожаю получена между вспашкой и плоскорезом.
Урожайность овса _ сорта Улов (т/га, 2012 г.)
Прием обработки Повто рность Среднее
I II III IV
1) Осенняя вспашка ПЛН-4,35 2,88 2,62 2,97 2,71 2,80
2) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (осень) 2,85 3,11 3,00 3,05 3,00
3) КПЭ-3,8 (осень) 3,35 3,78 2,98 3,39 3,38
4) Весенняя вспашка ПЛН-4,35 2,41 2,37 2,31 2,16 2,29
5) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна) 2.62 2,36 2,31 1,91 2,30
6) КПЭ-3 (весна) 2,82 2,40 2,42 2,45 2,52
НСР05 = 0,32
Рис. 3. Зависимость биологической урожайности от времени разложения мочевины микроорганизмами
(точки - экспериментальные данные; линия - график аппроксимационной зависимости)
Диагональная матрица по наименьшей существенной разнице
Таблица 6
Вариант 1 2 3 4 5 6
1 - № № tt<tf
2 - № tt<tf
3 № - № tt<tf
4 № № -
5 № № -
6 № № t1>tf несущ. -
Примечание: 1) Осенняя вспашка ПЛН-4,35; 2) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (осень); 3) КПЭ-3,8 (осень); 4) Весенняя вспашка ПЛН-4,35; 5) КПЭ-3,8 + БДТ-3 (весна); 6) КПЭ-3 (весна)
Выводы. Изучение приемов основной обработки почвы в звене севооборота ячмень-овес показало, что выбор приема и времени проведения основной обработки позволяет регулировать плодородие почвы. Эффективным приемом в южно-таежной подзоне для дерново-подзолистых почв по результатам исследований в 2012 г. является применение осенней плоскорезной и осенней комбинированной обработок, которые могут повысить производительность труда и снизить энергозатраты, что положительно скажется на себестоимости получаемой продукции. Для Пермского края возможно использование осеннего плоскорезного рыхления в качестве основной обработки почвы, причем, без дополнительных затрат и не нарушая технологического процесса возделывания полевых культур. По-
тенциальными потребителями могут быть сельскохозяйственные предприятия Пермского края, специализирующиеся на производстве продукции растениеводства.
Концепция экологизации почвообработки приносит свои результаты, учитывая широкий мировой опыт применения минимальных обработок. Очевидно, что выбор оптимальной системы обработки почвы лежит в широком диапазоне всевозможных решений: от традиционной системы вспашки до нулевой обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, отвальных и их комбинаций при различных уровнях минимизации. Этот выбор определяется и уровнем интенсификации производства на сельскохозяйственных предприятиях.
Литература
1. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000. 473 с.
2. Дедов В.А., Глебова Е.К. Влияние систем земледелия на оптические свойства гумусовых кислот чернозема выщелоченного // Материалы международной научной конференции «Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности России». СПб.: Изд-во СПбГУ, 2011. С. 184-185.
3. Пуртова Л.Н. Влияние применения удобрений и различных приемов агротехнической обработки почв на гумусово-энергетические показатели агрогенных почв Приморья // Материалы международной научной конференции «Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности России». СПб.: СПбГУ, 2011. С. 90-91.
4. Сурова, Ю.С. Изменение содержания гумуса в залежных и пахотных почвах в условиях Ленинградской об-ласти/Ю.С. Сурова // Материалы международной научно-практической конференции «Аграрная наука XXI века. Актуаьные исследования и перспективы». СПб, 2013. С. 47-49.
5. Завьялова Н.М. Основные направления оптимизации гумусного состояния дерново-подзолистых почв Пре-дуралья // Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв Предуралья. Пермь, 2006. С. 159-163.
6. Косолапова А.И., Ямалтдинова В.Р. Влияние ландшафтных условий и обработки почвы на агрофизические и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы // Материалы международной научно-практической конференции. М.: РГАУ МСХА, 2012. С. 431-436.
7. Mudrykh N., Kosolapova A., Yamaltdinova V., Samofalova I. Effect of Fertilizers on the Productivity of Crop Rotation and on Organic Matter in the Soil // 8th International Soil Science Congress on «Land Degradation and Challenges in Sustainable Soil Management», Proceedings Book, 15-17 May, 2012. Volume I. P. 335-338.
8. Kizilkaya R., Akca I., Ashkin T., Yilmaz R., Olekhov V., Samofalova I., Mudrykh N. Effect of soil contamination with azadirachtin on dehydrogenase and catalase activity of soil. // Eurasian Journal of Soil Science, http/www.fess.org/eurasian journal of soil science asp., Volume: 1, Issue 2, 2012. Page : 98-103.
9. Kizilkaya R, Akca I., Askin T., Olekhov V., Mudrykh N., Samofalova I. Impact of azadirachtin on microbial response variables in soil // 4th International Congress EUROSOlL 2012 Soil Science for the Benefit for the Mankind and Environment, Bari, 2-6.07.2012, Italay. S 11.09. P-9. Р. 2294.
10. Ashkin T., Kizilkaya R., Olekhov V., Mudrykh N., Samofalova I. Soil organic carbon: A geostatistical approach // International scientific-practical conference "Rational use of soil resources and their environment" (15-16 November 2012), Alma-Ata, Kazakhstan, 2012. P. 38-44.
11. Samofalova I.A., Kamenskih N.Y., Alikina A.N. Effect of the Main Treatment Methods on the Qualitative Composition of Humus Sod-Podzolic Soils in the Perm Region // Soil-Water Journal, Vol 2 (2013), Number 2 (1). P. 951-958.
12. Попова С.И., Кирякова Е.М. Пути сохранения дерново-подзолистых почв, эффективности удобрений и продуктивности земель сельскохозяйственного назначения Пермского края // Сохранение плодородия земель сельскохозяйственного назначения как национального достояния Пермского края. Пермь, 2008. С. 9-18.
13. Агроклиматический справочник по Пермской области. Л.: Гидромет-т, 1959. 130 с.
14. Антонова З.П., Скалабан В.Д., Сучилкина Л.Г. Определение содержания в почвах гумуса // Почвоведение. 1984. № 11. С. 130-133.
15. Аристовская Т.В., Чугунова М.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы // Почвоведение. 1989. №11. С.142-147.
INFLUENCE OF PRIMARY TILLAGE PRACTICES IN SOUTH-TAIGA SUBZONE ON ORGANIC MATTER STATE IN SOD-PODZOLIC SOIL
I. A. Samofalova, Associate Professor, N. Iu. Kamenskikh, Associate Professor, Perm State Agricultural Academy, 23 Petropavlovskaya St, Perm 614990 Russia E-mail: samofalovairaida@mail.ru R. Kizilkaya, Associate Professor, Ondokuz Mayis University, Samsun, Turkey T. Ashkin, Associate Professor, Ordu University, Ordu, Turkey
ABSTRACT
It was established that organic matter content in soil can change depending on the primary tillage technique and the time of tillage. The stable organic matter content varies on variants and complies with the middle level - in variants with autumn tillage, and with the low level - in variants with spring primary tillage. The degree of humification is weak - in the variant with the autumn ploughing and average in other options of the experience. In Permskii krai, high humus content in active cultivated soil indicates its rapidly increasing humification. The annual deficit is 898 kg/ha, or 1.2% of the total stock of organic matter. The continuation of such deficits can lead to irreversible consequences. The most intensive microbiological activity is observed on options with autumn tillage techniques without soil overturning. Selection and timing of treatment allows regulating the fertility of the soil. Replacing spring and autumn ploughing by alternative techniques provides an increase in yield. Based on the results of our research, an effective technique in South-Taiga subzone of sod-podzolic soils is the application of the autumn subsurface tillage.
Key words: sod-podzolic soils, primary tillage techniques, group composition of organic matter, biological activity, yield.
References
1. Kiryushin V.I. Ekologizatsiya zemledeliya i tekhnologicheskaya politika (Ecologisation of agriculture and technological policy), M.: Izd-vo MSKhA, 2000, 473 p.
2. Dedov V.A., Glebova E.K. Vliyanie sistem zemledeliya na opticheskie svoistva gumusovykh kislot chernozema vyshchelochennogo (Effect of agriculture system on optic qualities of humic acids of leached chernozem), Materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii «Resursnyi potentsial pochv - osnova prodovol'stvennoi i ekologicheskoi bezopas-nosti Rossii», SPb.: Izd-vo SPbGU, 2011, pp. 184-185.
3. Purtova L.N. Vliyanie primeneniya udobrenii i razlichnykh priemov agrotekhnicheskoi obrabotki pochv na gumusovo-energeticheskie pokazateli agrogennykh pochv Primor'ya (Influence of fertilizer application in different soil agro-techniques on humus-energetic indicators of agrogenic soils in Primorie), Materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii «Resursnyi potentsial pochv - osnova prodovol'stvennoi i ekologicheskoi bezopasnosti Rossii». SPb.: SPbGU, 2011, pp. 90-91.
4. Surova, Yu.S. Izmenenie soderzhaniya gumusa v zalezhnykh i pakhotnykh pochvakh v usloviyakh Leningradskoi oblasti (Change of organic matter content in fallow and arable soils under conditions of Leningradskaya oblast), Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Agrarnaya nauka XXI veka. Aktua'nye issledovaniya i perspektivy». SPb, 2013, pp. 47-49.
5. Zav'yalova N.M. Osnovnye napravleniya optimizatsii gumusnogo sostoyaniya dernovo-podzolistykh pochv Predural'ya (Basic directions of improving humus state of sod-podzolic soils in Preduralie), Agroekologicheskie aspekty adaptivno-landshaftnogo zemledeliya i organicheskoe veshchestvo pakhotnykh pochv Predural'ya. Perm', 2006, pp. 159-163.
6. Kosolapova A.I., Yamaltdinova V.R. Vliyanie landshaftnykh uslovii i obrabotki pochvy na agrofizicheskie i agrokhimicheskie svoistva dernovo-podzolistoi pochvy (Effect of landscape conditions and tillage on agro-physical properties of sod-podzolic soils), Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. M.: RGAU MSKhA, 2012, pp. 431-436.
7. Mudrykh N., Kosolapova A., Yamaltdinova V., Samofalova I. Effect of Fertilizers on the Productivity of Crop Rotation and on Organic Matter in the Soil // 8th International Soil Science Congress on «Land Degradation and Challenges in Sustainable Soil Management», Proceedings Book, 15-17 May, 2012,. Volume I, pp. 335-338.
8. Kizilkaya R., Akca I., Ashkin T., Yilmaz R., Olekhov V., Samofalova I., Mudrykh N. Effect of soil contamination with azadirachtin on dehydrogenase and catalase activity of soil. // Eurasian Journal of Soil Science, http/www.fess.org/eurasian journal of soil science asp., Volume 1, Issue 2, 2012, pp. 98-103.
9. Kizilkaya R, Akca I., Askin T., Olekhov V., Mudrykh N., Samofalova I. Impact of azadirachtin on microbial response variables in soil // 4th International Congress EUROSOIL 2012 Soil Science for the Benefit for the Mankind and Environment, Bari, 2-6.07, 2012, Italy, S 11.09. P-9, pp. 2294.
10. Ashkin T., Kizilkaya R., Olekhov V., Mudrykh N., Samofalova I. Soil organic carbon: A geostatistical approach // International scientific-practical conference "Rational use of soil resources and their environment" (15-16 November 2012), Alma-Ata, Kazakhstan, 2012, pp. 38-44.
11. Samofalova I.A., Kamenskih N.Y., Alikina A.N. Effect of the Main Treatment Methods on the Qualitative Composition of Humus Sod-Podzolic Soils in the Perm Region // Soil-Water Journal, Vol. 2 (2013), No. 2 (1), pp. 951-958.
12. Popova S.I., Kiryakova E.M. Puti sokhraneniya dernovo-podzolistykh pochv, effektivnosti udobrenii i produk-tivnosti zemel' sel'skokhozyaistvennogo naznacheniya Permskogo kraya (Ways of preserving sod-podzolic soils, efficiency of fertilizing and productivity of agricultural soils in Permskii krai), Sokhranenie plodorodiya zemel' sel'skokhozyaistven-nogo naznacheniya kak natsional'nogo dostoyaniya Permskogo kraya. Perm', 2008, pp. 9-18.
13. Agroklimaticheskii spravochnik po Permskoi oblasti (Agro-climatic guide for Permskaya oblast), L.: Gidromet-t, 1959. 130 p.
14. Antonova 3.P., Skalaban V.D., Suchilkina L.G. Opredelenie soderzhaniya v pochvakh gumusa (Determination of organic matter content in soils), Pochvovedenie, 1984, No. 11, pp. 130-133.
15. Aristovskaya T.V., Chugunova M.V. Ekspress-metod opredeleniya biologicheskoi aktivnosti pochvy (Express-method of determination of biological activity of soil), Pochvovedenie, 1989, No.11, pp.142-147.
